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主要用到的硬件有STM32F401RE開發板作為主機的主控板，慶科的EMW3080B-WIFI模塊開發板，以上兩個開發套件是由主辦方提供的，另外還有用于設備主機和從機組網通信的ZigBee模塊，以及由STM8S003，ZigBee模塊設計的LED燈條調光從機設備和由STM32F103RC，ZigBee模塊設計的RGB調色從機設備。整個硬件總架構框圖如下：

STM32F401RE開發板作為系統的主控部分，實現對WIFI模塊和ZigBee模塊的配置，云端下發的數據處理，以及通過ZigBee組網對下屬設備進行監控。慶科的EMW3080B-WIFI模塊則作為主機聯網和登錄云端進行數據交互的橋梁，本次設計使用的是由慶科官網提供的MICO AT v2.x.x透傳固件，該固件配合慶科云的云端管理系統就能夠通過AT指令輕松實現WIFI模塊的聯網配置和云端登錄，并進行數據交互。關于慶科WIFI模塊的更多信息還請自行到慶科官網的開發者中心去了解。還有ZigBee模塊則實現網關主機和從屬設備進行組網通信的功能，其中包括一個獨立設計的ZigBee模塊與主控板構成主機部分。還有就是由STM8S003和ZigBee模塊設計的通過一路PWM控制LED燈條調光的從設備，以及由STM32F103RC和ZigBee模塊設計的由三路PWM控制RGB調色的從設備。

主要是用到的是由ARM提供的Mbed OS物聯網開發系統，該系統能夠基于它強大的庫編程能力和大數據處理能力，很好的實現基于該系統的開發板進行在線編程開發和管理。本次設計用到的STM32F401RE開發板就是可以基于該系統進行軟件開發的。由于這次設計的產品功能不是很復雜，所以就直接使用Mbed系統的在線編譯器Compiler進行軟件開發，我們只需要打開并登錄Mbed OS系統網頁，然后打開Compiler編譯器，并建立自己的Project就可以進行MCU的軟件開發。使用Compiler編譯器能夠很快的進行功能函數的編寫和工程的在線管理，基于系統強大的庫封裝能力，我們只需要編寫少量代碼，并調用相應的API接口就能實現各種常用的功能，如PWM功能，UART通信功能，定時中斷處理等。本次設計中就是主要調用MCU的UART接口功能實現對WIFI模塊和ZigBee模塊的初始化和數據交互，以及對數據的處理。當我們完成了軟件工程的編寫，只要點擊編譯的選項就能實現在線編譯，生成的BIN文件會通過網頁下載功能下載到你的開發端電腦，我們只需要燒錄BIN文件就可以了。由于本人也是初次接觸Mbed系統開發，關于更具體的信息，請自行登錄Mbed官網了解。另外使用到的軟件固件就是慶科提供的MICO AT v2.x.x透傳固件，這個我們只要登錄慶科的開發者平臺進行下載和根據升級步驟進行固件升級就行了，然后通過慶科提供的移動端APP和云端登錄配置參數對WIFI模塊進行配置就可以實現設備聯網和云端通信了，由于公版的APP只提供了白熾燈的調光和RGB調色的功能，我們只需要根據通信協議進行解析就能實現LED的遠程調光和RGB的遠程調色。還有就是從機設備的軟件驅動開發，本次的設計里實現的功能比較簡單，就是開個UART與ZigBee模塊進行數據交互，并通過MCU的PWM功能實現LED燈條的調光和RGB的調色，可以說是比較常用的MCU開發了，這里就不再詳述了。

這次的設計基本實現了預期的功能效果，基于慶科提供的公版APP可以進行功能效果的演示，通過APP和WIFI模塊的EasyLink配網功能，能夠很好的對主機進行配網和云端登錄，并可以通過APP端的調光和RGB調色按鈕下發指令數據到主機設備端，網關主機設備通過解析數據和ZigBee組網實現對下屬的LED調光設備進行通信從而實現移動端APP控制調光和RGB調色。最終的功能效果，可以點擊下面本人提供的視頻鏈接進行觀看。本次的設計基本上可以作為一款網關設備端產品開發的參照，只要根據實際應用進行相應的修改移植就能設計出適用于家庭應用的網關設備并應用于家居照明，家用電器控制，以及防盜智能鎖等日常應用產品中。本人目前就是從事物聯網智能家居產品開發的，如有興趣或者這方面需求的朋友，可以聯系我進行交流咯。好了，這次的作品介紹就到這里了，再次感謝主辦方和相關的工作人員，提供這么一個實踐的機會和平臺。

下面附上演示視頻的連接地址：2017工程師創新設計大賽作品“多功能智能家庭網關設備”的功能演示